大學物理學(第2卷近代物理基礎第6版十二五普通高等教育本科國家級規劃教材)

作者：編者:王建邦//張永梅|責編:張金奎//湯嘉
出版社：機械工業
ISBN：9787111782957

出版日期：2025/08/01
裝幀：平裝
頁數：364

人民幣：RMB 73 元售價：元

內容大鋼

    本書為「十二五」普通高等教育本科國家級規劃教材。
    本書根據教育部世行貸款教學改革項目的成果和教育部高等學校大學物理課程教學指導委員會最新編製的《理工科類大學物理課程教學基本要求》編寫而成。全套書共兩卷，本書為第二卷，主要內容有相對論基礎、量子物理、激光、固體物理基礎和原子核物理。
    本書的一大特色是，在敘述基本概念和基本物理規律的同時，強調物理思想與研究方法的學習。此外為了滿足學生「自主學習，積極思考，敢於提問」的要求，在敘述上力求接近學生、概念準確，並以大量實例使內容更加生動、有趣。每章的「物理學方法簡述」一節進一步介紹相關物理學的思想方法，學生通過學習、歸納、總結和應用這些思想方法，達到既掌握知識，又提高能力的教學目的。
    本書為高等院校理工科非物理專業大學物理基礎課教材，也可作為高校物理教師、學生和相關技術人員的參考書。

作者介紹

編者:王建邦//張永梅|責編:張金奎//湯嘉

前言
第五部分  相對論基礎
  第十六章  狹義相對論
    第一節  伽利略相對性原理伽利略變換
      一、伽利略相對性原理
      二、伽利略變換
      三、經典力學的絕對時空觀（伽利略-牛頓時空觀）
    第二節  狹義相對論的基本原理
      一、電磁學向伽利略-牛頓相對性原理提出的挑戰
      二、狹義相對論基本原理的內容
    第三節  洛倫茲變換
      一、洛倫茲變換的內容
      *二、洛倫茲坐標變換的推導
      三、相對論速度變換公式
    第四節  狹義相對論的時空觀
      一、同時的相對性
      二、時間延緩效應
      三、長度收縮效應
    第五節  相對論質量、動量和能量
      一、相對論質量
      二、相對論動力學方程
      三、相對論動能
      四、相對論質量與能量的關係
      五、相對論動量與能量的關係
      六、應用拓展——世界第一顆原子彈的誕生
    第六節  物理學思想與方法簡述
      一、時間的測量
      二、時間的本質
      三、經典時空觀的困難
      四、狹義相對論中的時間
    練習與思考
  *第十七章  廣義相對論簡介
    第一節  慣性質量與引力質量
    第二節  廣義相對論的基本假設
      一、愛因斯坦升降機的理想實驗
      二、直線加速參考系中的慣性力
      三、等效原理
      四、局域慣性系
      五、廣義相對性原理
    第三節  廣義相對論的檢驗
      一、行星近日點的進動
      二、光線在引力場中的偏折
      三、雷達回波延遲
      四、應用拓展——引力波
    第四節  有引力場的空間與時間
    第五節  物理學思想與方法簡述
      一、牛頓引力理論
      二、愛因斯坦引力理論
第六部分  量子物理
  第十八章  光（輻射）的波粒二象性

    第一節  熱輻射普朗克的量子假設
      一、熱輻射的基本概念
      二、基爾霍夫輻射定律
      三、絕對黑體
      四、絕對黑體的熱輻射實驗定律
      五、經典理論的困難和普朗克的能量子假設
      六、應用拓展——紅外技術的軍事應用
    第二節  光電效應
      一、光電效應的實驗規律
      二、光電效應與光的波動學的劇烈衝突
      三、愛因斯坦光量子論及其對光電效應的解釋
      *四、多光子光電效應
      *五、內光電效應
    第三節  康普頓效應
      一、實驗規律
      二、X射線實驗結果的解釋
      三、康普頓散射的歷史回顧
    第四節  光的波粒二象性
      一、愛因斯坦光量子關係式
      二、單光子雙縫干涉實驗分析
      三、光子的不確定性關係
      四、應用拓展——量子保密通信
    第五節  物理學思想與方法簡述
      一、光的本性的歷史爭論
      二、對光的波粒二象性的認識
    練習與思考
  第十九章  電子的波粒二象性
    第一節  德布羅意假設
    *第二節  德布羅意波的實驗證明
      一、戴維孫-革末電子衍射實驗
      二、應用拓展——電子顯微鏡
    第三節  不確定性關係
      一、電子的單縫衍射
      二、不確定性關係的討論
    第四節  波函數及其統計詮釋
      一、德布羅意平面波波函數
      二、波函數的統計詮釋
      三、統計詮釋對波函數提出的要求
      四、應用拓展——量子電腦
    第五節  物理學思想與方法簡述
      量子物理體系的建立
    練習與思考
  第二十章  薛定諤方程
    第一節  自由粒子的薛定諤方程
      一、方程的形式
      二、方程的討論
    第二節  力場中粒子的薛定諤方程
      一、方程的形式
      *二、算符與方程
    第三節  定態薛定諤方程

      一、分離變數法
      二、定態的基本特徵
    第四節  一維無限深勢阱中的粒子
      一、一維無限深勢阱模型
      二、薛定諤方程及其解
      三、結果討論——解的物理意義
    *第五節  勢壘與隧道效應
      一、薛定諤方程
      二、方程解的討論
      三、應用拓展——隧道效應的應用
    第六節  物理學思想與方法簡述
      經驗歸納與探索演繹
    練習與思考
  第二十一章  氫原子中的電子
    第一節  氫原子的玻爾模型
      一、提出玻爾模型的歷史背景
      二、玻爾氫原子結構模型要點
    第二節  用薛定諤方程解氫原子問題
      一、玻爾模型的缺陷
      二、氫原子中電子的薛定諤方程
    第三節  量子數的物理解釋
      一、主量子數和能量量子化
      二、角量子數和角動量量子化
      三、磁量子數和角動量空間量子化
      四、電子自旋和自旋磁量子數
      五、應用拓展——自旋電子器件
    第四節  氫原子的概率幅函數與概率密度函數
      一、低量子數的氫原子概率幅函數
      二、電子概率徑向分佈函數
      三、電子概率角度分佈函數
    第五節  物理學思想與方法簡述
      半經典半量子方法
    練習與思考
第七部分  激光
  第二十二章  激光原理
    第一節  激光概述
      一、激光的誕生和展望
      二、激光器的分類
    第二節  原子的能級、分佈和躍遷
      一、原子在能級上的分佈
      二、原子能級躍遷
    第三節  光的吸收與輻射
      一、自發輻射
      二、受激吸收
      三、受激輻射
    第四節  愛因斯坦輻射理論
      一、自發輻射係數A21
      二、受激吸收係數B12
      三、受激輻射係數B21
      四、愛因斯坦係數A21、B12和B21之間的關係

    第五節  產生激光的基本物理條件
      一、兩對基本矛盾
      二、解決矛盾的方法
    第六節  激光器的工作原理
      一、工作物質粒子數反轉的實現
      二、諧振腔的振蕩閾值條件
      三、諧振腔的選頻
    第七節  氦氖激光器
      一、氦氖激光器的結構圖
      二、氦氖激光器的工作原理
    第八節  物理學思想與方法簡述
      一、學科交叉與綜合
      二、激光產生與發展的啟示
    練習與思考
第八部分  固體物理基礎
  第二十三章  晶體結構與結合力
    第一節  晶體結構及其描述
      一、晶體的性質
      *二、晶體結構的實驗研究
      三、空間點陣
    第二節  布拉維格子
      一、7種晶系
      二、14種布拉維胞（空間格子）
    第三節  晶體的結合力
      一、影響晶體結合力的若干因素
      二、晶體中粒子的結合力
      三、應用拓展——光子晶體
    第四節  晶體的結合能
      一、定義
      二、經驗原子對勢
    第五節  離子晶體的結合能
      一、離子晶體的點陣結構
      二、離子晶體結合能的表示
      三、離子晶體內勢能的計算
    第六節  物理學思想與方法簡述
      一、價鍵理論的階段性發展
      二、對稱性方法
    練習與思考
  第二十四章  晶格振動
    第一節  晶體的熱學性質
      一、晶體的摩爾熱容
      二、固體的熱傳導
      三、熱膨脹
    第二節  一維晶格振動
      一、一維無限長彈簧振子鏈模型
      二、原子振動的運動學描述
      三、原子振動的動力學描述
      四、耦合振動方程的解
    第三節  格波
      一、格波的物理意義

      二、q的取值範圍
      三、玻恩-馮·卡門邊界條件
      四、格波與原子振動
    第四節  物理學思想與方法簡述
      一、數學方法
      二、研究晶格振動的近似假設
    練習與思考
  第二十五章  物質的電磁性質
    第一節  電介質及其極化
      一、分子（原子）的電結構
      二、電介質極化的微觀機理
      三、極化面電荷
      四、電極化強度
    *第二節  電介質的特殊效應
      一、壓電效應
      二、鐵電體
    第三節  磁介質及其磁化
      一、物質磁性的起源
      二、磁介質磁化的微觀機理
      三、磁化面電流
      四、磁化強度矢量
      五、磁場強度矢量
      六、磁介質的磁化規律
    第四節  磁性材料
      一、磁性材料的分類
      二、鐵磁性材料的磁化規律
      三、鐵磁性材料的磁化機理
      四、應用拓展——潛艇的磁隱身
    第五節  物理學思想與方法簡述
      探索宏觀性能的微觀機理的方法
    練習與思考
  第二十六章  能帶論基礎
    第一節  固體能帶的形成
      一、固體中的價電子行為
      二、電子能帶的形成
    *第二節  固體中電子的波函數
      一、近似處理方法
      二、晶體中電子的波函數——布洛赫函數
    第三節  固體的能帶結構
      一、滿帶、導帶和空帶
      二、導體、絕緣體及半導體的能帶
      三、應用拓展——超導體的主要特性及應用
    *第四節  固體能帶論基礎
      一、克朗尼格-朋奈模型
      二、求解周期場中定態薛定諤方程的基本思路
      三、數學處理與結果討論
    第五節  物理學思想與方法簡述
      能帶論的建立與研究方法
    練習與思考
  第二十七章  半導體

    第一節  本征半導體
      一、元素半導體
      二、化合物半導體
    第二節  摻雜半導體
      一、施主型雜質與N型半導體
      二、受主型雜質與P型半導體
    第三節  雜質能級的計算
      一、類氫模型
      二、類氫施主雜質能級的計算
      *三、晶體中電子有效質量的物理意義
    第四節  PN結
      一、PN結的空間電荷區
      二、內建電場（自建電場）
      三、接觸勢壘
      四、PN結的整流效應
      五、應用拓展——半導體器件
    第五節  物理學思想與方法簡述
      半導體結構、性能與應用研究
    練習與思考
第九部分  原子核物理
  第二十八章  原子核
    第一節  原子核的基本特徵及其組成
      一、原子核的電荷和電荷數
      二、原子核的質量和質量數
      三、原子核的形狀、大小與密度
      四、核力的基本性質
    第二節  原子核的結合能
      一、質量虧損
      二、核結合能
      三、比結合能
    第三節  原子核的衰變與放射性
      一、α衰變
      二、β衰變
      三、γ衰變
    第四節  放射性衰變的一般規律
      一、指數衰變規律
      二、放射性衰變中的幾個重要物理量
    第五節  原子核反應
      一、實驗
      二、原子核反應的一般表示式
      三、原子核反應的類型
      四、原子核反應遵守的守恆定律
    第六節  重核的裂變及應用
      一、獲取原子能的物理基礎
      二、原子核裂變
      三、鏈式反應和反應堆
    第七節  輕核聚變
      一、基本的聚變反應過程
      二、受控熱核反應
      三、應用拓展——和平利用核能

    第八節  物理學思想與方法簡述
      原子核的可分與不可分
    練習與思考
參考文獻

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